【產(chǎn)通社，12月4日訊】LED未來可以作為整體物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸器和能源。奧盧大學（The University of Oulu）的Marcos Katz教授領(lǐng)導的SUPERIOT是一個地平線歐洲項目，旨在開發(fā)一種基于光和無線電通信雙模使用的靈活物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將由低成本、生物友好材料制成的印刷電子元件可持續(xù)供電。

Katz說：“SUPERIOT項目解決了6G時代的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)：如何設(shè)計滿足未來網(wǎng)絡(luò)苛刻性能要求的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，同時保持真正的可持續(xù)性。隨著物聯(lián)網(wǎng)采用的加速，預(yù)測表明全球?qū)⒉渴饠?shù)千億臺設(shè)備。這一規(guī)模引發(fā)了人們對能源消耗、材料使用和環(huán)境影響的迫切擔憂�！�


光將為無線電技術(shù)提供補充


到2035年，白光LED將提供全球約95%的室內(nèi)照明，與傳統(tǒng)光源不同，它們可以很容易地控制。出于這些原因，研究人員熱衷于探索為LED照明基礎(chǔ)設(shè)施添加額外功能的方法。

發(fā)展基于光的通信植根于可持續(xù)性。除了能源效率之外，基于光的數(shù)據(jù)流還具有許多優(yōu)點。光通信只能由與源物理存在于同一空間的人接收，它們比無線電通信更快，也更安全。當光源在封閉的房間里時，外面的任何人都無法進入信號。

然而，基于光的通信也有局限性。光源并不總是可用于發(fā)送或接收信息。而且，高效的光通信需要發(fā)射器和接收器之間有清晰的視線。Katz說：“如果手指碰巧擋住了智能手機的光傳感器，連接就會減弱或完全中斷，促使設(shè)備重新依靠無線電波�！�

SUPERIOT團隊設(shè)想，光將補充而不是取代無線電技術(shù)�！拔覀兊哪繕耸牵谖磥�，設(shè)備可以根據(jù)環(huán)境在光和無線電之間靈活切換，”Katz說。

Katz看到了未來使用可持續(xù)的、基于印刷電子的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合光學和無線電無線技術(shù)的許多令人興奮的可能性。在有可見光通信的家庭中，LiFi或“光保真”網(wǎng)絡(luò)可以取代無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。標準LED燈也可以用作數(shù)據(jù)路由器，將信息發(fā)送到接收設(shè)備。

Katz說：“LED燈被調(diào)制為閃爍，接收器會解釋閃爍。當燈亮起時，接收器讀取1；當燈熄滅時，讀取0。”


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計算機或智能手機對光信號進行解碼。閃爍速度太快，人眼看不見，因此，例如，當家用電腦接收到信息時，遠程工作的人只能看到LED燈的穩(wěn)定發(fā)光。

數(shù)據(jù)傳輸可以通過紅外光反向進行，從而實現(xiàn)發(fā)送電子郵件等日常任務(wù)�？ù恼f：“如果手機或電腦發(fā)出可見的白光，會讓人分心。紅外光可以謹慎地發(fā)送數(shù)據(jù)�！�

該項目團隊正在開發(fā)基于光的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于無線電信號可能干擾敏感設(shè)備的環(huán)境，如醫(yī)院使用的醫(yī)療設(shè)備或飛機上使用的設(shè)備。與無線電通信不同，基于光的通信不會干擾一些設(shè)備正常工作所依賴的無線電信號。

該團隊還在開發(fā)用可持續(xù)材料制成的低成本可打印電子產(chǎn)品，用作物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備組件。從智能手機到傳感器，許多設(shè)備目前都依賴于用稀缺材料制成的組件。印刷電子產(chǎn)品將由生物基、可再生、豐富的材料制成。

“我們的愿景是打印完整的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，”Katz說�！俺善穼⑹且粋�不比銀行卡大的貼紙，旨在在物聯(lián)網(wǎng)中無縫執(zhí)行其功能�！崩�，作為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的一部分，打印標簽可以跟蹤室溫并自動引導通風。可以在雜貨上貼上印刷標簽，實時更新價格變化。在臨床環(huán)境中，打印的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可用于跟蹤設(shè)備和工作人員的位置，并實時監(jiān)測患者的健康狀況。

除了數(shù)據(jù)傳輸，光還可以在未來的智能城市中發(fā)揮重要作用，許多設(shè)備將能夠從周圍環(huán)境中收集數(shù)據(jù)并自主傳輸。這些設(shè)備可以由附近的LED燈供電，使用微型太陽能電池代替電池。

“這可以節(jié)省大量的一次性電池，”Katz說�！氨O(jiān)測環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用的能源很少，因此它們可以完全依靠周圍的光線運行�！盨UPERIOT團隊采用的雙模、高度可持續(xù)的方法可以產(chǎn)生一個高度靈活、環(huán)保、低成本的通信系統(tǒng)，可以在不斷變化的條件下和不同的場景下高效運行。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站https://www.photonics.com/Articles/LEDs-Provide-Power-and-Functionality-for/p5/a71713。（張怡，產(chǎn)通發(fā)布）